Kojenerasyon tesislerinde kömür ile biyokütle kullanımının kazan verimine etkisinin incelenmesi

Abstract

Enerji, günümüzde tüm ülkelerin en vazgeçilmez ihtiyaçlarındandır. Bundan dolayı enerji üretimi ve tüketimi ülkeler için çok önem arz etmektedir. Özellikle enerjide dışa bağımlı olan ülkemiz için bu çok daha önemlidir. Yerli ve temiz enerji kaynakları kullanılarak dışa bağımlılık azaltılabilir. Bu kaynaklardan birisi de biyokütle enerjisidir. Biyokütle enerjisi hem tarımı destekleyecek hem de biyokütle atıkları değerlendirilerek enerji üretimine katkı sağlayacaktır. Ülkemizde özellikle biyokütlenin doğrudan yakılarak değerlendirilmesi yoluna gidilmektedir. Bu şekildeki kullanım, hem enerjinin verimsiz kullanımına neden olmakta, hem de çevre açısından olumsuz sonuçlar doğurmaktadır. Bundan dolayı, ticari olmayan klasik biyokütle enerji üretiminin giderek azaltılması ve modern biyokütle enerji üretimine başlanarak bu üretimin artırılması gerekmektedir. Literatür çalışmaları incelendiğinde dünya genelinde daha çok biyokütlenin kömürün yanında ikincil yakıt olarak kullanıldığı birlikte yakma sistemlerinin olduğu görülmektedir. Bu şekilde biyokütlenin bazı dezavantajları ortadan kaldırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, linyit ile çam talaşının birlikte kullanılması durumu için kazan verimleri incelenmiş ve literatürdeki bulgular teyit edilmiştir. Biyokütlenin (çam talaşının) yüzdesel olarak 5, 10, 15, 20, 25, 30 oranlarında linyit ile kazanda yakılması durumu için kazan enerji ve ekserji verimleri hesaplanmış ve grafik halinde verilmiştir. Yapılan hesaplamalarda kazan verimlerinde çok az oranda düşüş olduğu gözlemlenmiştir. Biyokütle karışım oranı arttıkça; kazan enerji veriminin %85'ten %84'e düştüğü, kazan ekserji veriminin ise %45'ten %43'e düştüğü görülmüştür. Ayrıca, çıkan emisyonlar incelenmiştir. Biyokütle karışım oranı arttıkça; CO2, SOx, NOx emisyonlarının yaklaşık %30 azaldığı gözlemlenmiştir.

Energy is one of the most indispensable needs of all countries today. Therefore, energy production and consumption are of great importance for countries. This is especially important for our country which is dependent on foreign sources in energy. By using domestic and clean energy sources, external dependence can be reduced. One of these sources is biomass energy. Biomass energy will both support agriculture and contribute to energy production by evaluating biomass waste. In our country, biomass is directly burned and evaluated. Such use leads to inefficient use of energy and has negative consequences for the environment. Therefore, classical non-commercial biomass energy production needs to be gradually reduced and modern biomass energy production should be started and increased. When the literature studies are examined, it is seen that there are co-combustion systems where more biomass is used as secondary fuel beside coal. In this way, some disadvantages of biomass are eliminated. In this thesis, boiler efficiencies were investigated for the use of lignite and wood shavings together and the findings in the literature were confirmed. Boiler energy and exergy efficiencies were calculated and graphed for the burning of biomass (pine shavings) with lignite in the ratio of 5, 10, 15, 20, 25, 30 percent. In the calculations made, it was observed that the boiler efficiency decreased very little. As the biomass mixing ratio increases; it was observed that boiler energy efficiency decreased from 85% to 84%, and boiler exergy efficiency decreased from 45% to 43%. Also, emissions were investigated. As the biomass mixing ratio increases; it has been observed that CO2, SOx, NOx emissions are reduced by approximately 30%.